Geschirrtes Draht vs. Volldraht: Welcher ist besser und warum

Was ist ein Strangkabel?
Ein Strangkabel besteht aus mehreren dünnen Leiterdrähten, die zu einem Bündel zusammengefasst sind, oft mit jeweils zwei Drähten verdreht und isoliert. Diese Kabel kommen in verschiedenen Größen vor, die auf spezifische Anwendungen zugeschnitten sind.

Im Vereinigten Königreich werden gängige Kabelgrößen in Formaten wie 3/0.029″, 7/0.036″ und 7/0.042″ bezeichnet. Hierbei gibt die erste Ziffer (z.B. 3 oder 7) die Anzahl der einzelnen Stränge an, während der zweite Teil (z.B. 0.029″, 0.042″) den Querschnitt jedes Leiters angibt. Zum Beispiel bedeutet 0.036″, dass der Querschnitt 0,036 Quadratzoll beträgt. In den USA wird eine Größe wie 7/32 verwendet, wobei die Zahl 7 die Anzahl der Stränge und 32 die amerikanische Drahtgauge (AWG) jedes Leiters darstellt.

Im Vergleich zu Vollkabeln bieten Strangkabel eine bessere Flexibilität. Dies macht sie zur bevorzugten Wahl für Elektriker in Szenarien, in denen Kabel gebogen, verdreht oder durch enge Räume wie Rohre und Leitungen in Wänden verlegt werden müssen. Darüber hinaus erhöhen Strangkabel die elektrische Sicherheit. Wenn Strom durch den Leiter fließt, wird Wärme erzeugt. Dank der Luftlücken zwischen den einzelnen Strängen kann diese Wärme effizient abgeführt werden, was das Risiko von Überhitzung und potenziellen elektrischen Gefahren reduziert.

Anwendungen und Eigenschaften von Strangkabeln

Strangkabel eignen sich hervorragend für Anwendungen, die wiederholte Bewegungen erfordern, wie zum Beispiel in Türenöffnungs- und -schließmechanismen. Sie sind auch eine ideale Wahl für kurze Verbindungen und können leicht in Patchkabel integriert werden.

In Starkstromleitungen und -verteilerleitungen wird Strangkabel oft dem Vollkabel vorgezogen. Dies liegt daran, dass es hilft, den Hautwirkungseffekt zu mildern, bei dem Wechselstrom (AC) tendenziell eher an der äußeren Oberfläche des Leiters als über seinen gesamten Querschnitt fließt. Die einzigartige Struktur von Strangkabeln macht es zu einer effektiven Lösung, um den Einfluss der Hautwirkung zu reduzieren.

Allerdings haben Strangkabel auch einige Nachteile. Sie sind im Allgemeinen teurer als Vollkabel. Darüber hinaus sind sie anfälliger für Korrosion, insbesondere in feuchten Umgebungen oder bei Außenanwendungen. Zudem ist aufgrund der Luftlücken zwischen den einzelnen Strängen die Stromtragfähigkeit (Amperezahl) von Strangkabeln im Vergleich zu gleich großen Vollkabeln geringer.

Vorteile von Strangkabeln

• Verbesserte Flexibilität: Es bietet eine bessere Flexibilität, was eine einfache Verlegung und Biegung ermöglicht. Diese Eigenschaft gewährt auch eine längere Flexlebensdauer in Anwendungen mit Bewegungen.

• Effiziente Wärmeabfuhr: Strangkabel erzeugen weniger Wärme beim Stromfluss, was einen sichereren elektrischen Betrieb sicherstellt.

• Bequeme Endverbindung und Verkabelung: Es eignet sich gut für Stanzverbinder und Patchkabelverbindungen.

• Reduzierte Hautwirkung: Bei langstreckigen, hochspannungsführenden Stromübertragungen minimiert Strangkabel effektiv die Hautwirkung.

Nachteile von Strangkabeln

• Anfälligkeit für Korrosion: Es besteht ein hohes Korrosionsrisiko, insbesondere in Außeneinsätzen.

• Geringere Stromtragfähigkeit: Im Vergleich zu gleich großen Vollleitern hat Strangkabel eine reduzierte Stromtragfähigkeit.

• Höherer Spannungsabfall: Es zeigt einen größeren Spannungsabfall beim Stromfluss.

• Signalqualitätsprobleme: Es kann Rauschen erzeugen, mit einer Dämpfung von 20-50%, und hat eine mittelmäßige Hochfrequenzübertragungsleistung.

• Komplexe Endverbindung: Die Prozesse der Endverbindung und Verkabelung sind komplexer.

• Höhere Kosten: Strangkabel sind teurer als Vollkabel.

Vollkabel: Definition und Eigenschaften

Wie der Name schon sagt, besteht ein Vollkabel aus einem einzigen, soliden Leiter, der in Isolierung eingeschlossen ist. Im Allgemeinen sind Vollkabel dicker und schwerer als Strangkabel. Trotz der Vorteile von Strangkabeln wird Vollkabel häufig in Haushaltsverkabelungen, insbesondere in den USA für 120/240 Hauptpanele, verwendet. Dies liegt an Faktoren wie der Fähigkeit, bessere Verbindungen herzustellen, und seiner höheren Stromtragfähigkeit.

Vollkabel hat mehrere bemerkenswerte Vorteile. Die Abwesenheit von Luftlücken zwischen den Leitern gibt ihm eine höhere Stromtragfähigkeit im Vergleich zu Strangkabeln. Die Dicke des Leiters führt zu einem geringeren Widerstand, was perfekte Endverbindungen und Verkabelungen ermöglicht.

Vollkabel bietet auch eine höhere Kapazität, einen geringeren Spannungsabfall und ist widerstandsfähiger gegen Korrosion. Es bietet rauschfreien Klang (mit einem niedrigen Rauschverhältnis), was eine langanhaltende und stabile Verbindung sicherstellt. Darüber hinaus ist es kostengünstiger und gut geeignet für Außeneinsätze.

Allerdings hat Vollkabel auch seine Grenzen. Es ist weitaus weniger flexibel als Strangkabel, was es aufgrund seiner Steifheit schwierig macht, es zu biegen und zu verdrehen. Wiederholtes Biegen und Verlegen, insbesondere in Anwendungen mit Bewegungen, kann das Vollkabel leicht beschädigen oder zerbrechen.

Vorteile von Vollkabeln

• Bessere Endverbindung und Verkabelung: Es ermöglicht perfekte Endverbindungen und Verkabelungen.

• Höhere Stromtragfähigkeit: Im Vergleich zu gleich großen Strangkabeln hat Vollkabel eine höhere Stromtragfähigkeit.

• Gute Signalqualität: Es bietet klaren Klang (mit geringer Dämpfung) und exzellente Hochfrequenzübertragungsleistung.

• Niedriger Widerstand und Korrosionsbeständigkeit: Es hat einen geringeren Widerstand und ist sehr korrosionsbeständig, sowohl im Innen- als auch im Außeneinsatz.

• Eignung für Langstreckenübertragungen: Mit geringerem Spannungsabfall ist es ideal für Langstreckenanwendungen.

• Kostengünstig: Vollkabel ist preiswerter als Strangkabel.

Nachteile von Vollkabeln

• Begrenzte Flexibilität: Es hat eine geringe Flexibilität, was seine Nutzung in bestimmten Anwendungen einschränkt.

• Anfälligkeit für Schäden: Es ist anfällig für Schäden in Anwendungen mit wiederholten Bewegungen.

• Probleme mit der Hautwirkung: In Hochspannungsleitungen ist es von der Hautwirkung betroffen.

• Nicht geeignet für bestimmte Anwendungen: Es ist nicht geeignet für Elektronik, digitale Kommunikation und Computeranwendungen.

Die folgende Tabelle bietet einen detaillierten Vergleich von Voll- und Strangleitern basierend auf verschiedenen Bedingungen und Anwendungen, wobei ihre wesentlichen Unterschiede hervorgehoben werden.

Stromtragfähigkeit von Voll- und Strangkabeln
Wenn die Durchmesser von Voll- und Strangkabeln identisch sind, kann das Vollkabel einen größeren Strom tragen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Vollkabel einen größeren wirksamen Querschnitt hat. In Strangkabeln reduzieren die Luftlücken zwischen den einzelnen Strängen den Gesamtquerschnitt, durch den der Strom fließen kann. Daher müssen Elektriker sorgfältig die passende Kabelgröße auswählen, indem sie die Drahtgauge und die Amperezahl-Anforderungen der spezifischen Anwendung berücksichtigen.

Ein weiteres wichtiges Phänomen in elektrischen Systemen ist die Hautwirkung, bei der Wechselstrom (AC) tendenziell eher an der äußeren Oberfläche des Leiters als gleichmäßig über seinen Querschnitt fließt. Dieser Effekt wird mit zunehmender Frequenz stärker ausgeprägt. Für Hochleistungsübertragungssysteme werden Strangkabel oft bevorzugt, da sie den Einfluss der Hautwirkung mildern können. Für Hausinstallationen mit einer Frequenz von 50/60 Hz, bei der Verwendung von Kupferkabeln mit einem Durchmesser von bis zu 6 mm, kann die Hauttiefe jedoch in der Regel vernachlässigt werden.
Welches ist besser: Voll- oder Strangkabel?
Die Wahl zwischen Voll- und Strangkabeln sollte nach einer umfassenden Berücksichtigung verschiedener Faktoren getroffen werden, einschließlich der anfänglichen und langfristigen Kosten, der Innen- oder Außennutzung, spezifischer Anforderungen, Arten von elektrischen Lasten, der Notwendigkeit von Bewegung oder Flexibilität, der geeigneten Stromtragfähigkeit und anderer Umwelt- und wetterbedingter Bedingungen.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entscheidung für Voll- oder Strangkabel von mehreren Aspekten abhängt:

• Vollkabel: Ideal für Anwendungen, bei denen Haltbarkeit, Einfachheit, reibungslose Installation und Kosteneffizienz priorisiert werden. Wenn Ihr Projekt eine geradlinige, zuverlässige und kostengünstige Verkabelungslösung erfordert, ist Vollkabel die empfohlene Wahl.

• Strangkabel: Am besten geeignet für Szenarien, die langfristige Flexibilität erfordern, wie Anwendungen mit wiederholten Bewegungen oder häufigem Biegen von Kabeln. Wenn die Verkabelung dynamischen Umgebungen angepasst werden muss, bietet Strangkabel die notwendige Widerstandsfähigkeit und Manövrierfähigkeit.

Die folgende Tabelle bietet einen detaillierten Vergleich von Voll- und Strangleitern basierend auf verschiedenen Bedingungen und Anwendungen, wobei ihre wesentlichen Unterschiede hervorgehoben werden.